CN107567030A - 一种排查与规避伪基站干扰的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排查与规避伪基站干扰的方法及系统，该系统包括输入模块、探测模块、检索模块、判断模块、执行模块及伪基站特征库，输入模块统计话统指标并筛选出质差区域，判断模块根据质差区域之间的切换筛出疑似伪基站区域，检索模块检索疑似伪基站区域更新情况及伪基站特征库中的特征信息，判断模块将检索出的疑似伪基站区域更新情况与伪基站特征库中的特征信息进行匹配，判定是否是伪基站，对于断定的伪基站，执行模块将伪基站与现网隔离，完成排查与规避。本发明可以快速批量准确识别伪基站，无需人工测试、现场扫频，节省时间，最大限度减小伪基站给用户感知和网络指标带来的影响，排查经验固化。

Description

一种排查与规避伪基站干扰的方法及系统

技术领域

本发明属于移动通信领域，具体涉及伪基站自定位和配置优化。

背景技术

无线干扰是无线网络优化维护工作中常见的网络问题，由于干扰问题对用户使用感知影响明显，因此准确定位和排查干扰问题是我们日常优化的关键任务，也是提升网络质量、创造价值的基础。常见的无线干扰一般为上行干扰，现有的检测和发现手段已经较为成熟。但近期发现在现网存在一种监控伪基站，采用与电信LTE(Long Term Evolution，长期演进)FDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)1.8G相同频段、相同MCC(MobileCountry Code，移动国家码)、MNC(Mobile Network Code，移动网络号码)的配置，在南京市多处位置部署，对天翼4G网络造成强大的干扰，此现象可能在其他地区也会存在，而传统方式对下行干扰的检测和发现主要依赖现场测试、用户投诉等主动测试方式，效率低、耗时长。

1、伪基站工作特征

目前来看，伪基站的目的是搜集特定区域用户的IMSI(International MobileSubscriber Identification Number，国际移动用户识别码)信息，从协议看，有两处UE(User Equipment)会上报IMSI信息。

第一处：TAU(Tracking Area Update，跟踪区更新)或者附着请求Attach Request(附着请求)中携带的EPS(Evolved Packet System，演进的分组系统)mobile identity(移动识别)信元中包含用户IMSI，这一处协议流程中，用户标识IMSI只有在用户首次开卡注册网络时才会上报，所以伪基站获取到用户IMSI的概率很小。

第二处：网络侧给UE下发Identity Request(鉴权请求，下同)，要求用户上报用户信息，如IMSI、IMEI(International Mobile Equipment Identity，国际移动设备身份码)，随即处在EMM(EPS Mobility Management，EPS移动管理)连接态的用户会反馈IdentityResponse(鉴权响应)给网络侧，网络侧即获取到UE的IMSI等用户信息。由此可以看出伪基站可通过用户反馈的Identity Response来获取用户信息。伪基站一般采用这种方式，具体工作流程：

伪基站采用和电信LTE FDD网络不同的TAC(Tracking area code，跟踪区域码)，且伪基站功率一般较高，在满足R&S重选准则后，UE空闲态发起向伪基站的重选。

伪基站通过不断变更TAC，使空闲态UE发起位置更新，在RRC(Radio ResourceControl，无线资源控制)建立完成后，伪基站模仿网络侧下发Identity Request获取UE身份信息，UE回复IdentityResponse，其中携带了4G用户网络信息，由此伪基站获取到了用户的IMSI等信息。

2、伪基站对用户感知和网络指标的影响

伪基站对用户感知和网络指标影响巨大，影响分为两方面：

第一，伪基站不是合法运营商提供的基站设备，虽然频点、制式、MCC、MNC等信息与电信FDD站点相同，用户UE可以搜索到伪基站的信号，并发起重选、切换、连接建立等流程，但是由于伪基站并没有与电信的核心网互通，用户是无法真正建立连接和切换成功的，必然导致切换、掉线和重建指标恶化。以现网发现的质差(最差)小区为例，伪基站开通后，同频切换出成功率、E-RAB(Evolved Radio Access Bearer，演进的无线接入承载)掉线率和RRC重建比例均大幅恶化：经实验检测到以下数据，切换成功率从99.8％左右恶化至70％，E-RAB掉线率从0.03％恶化至0.1％左右，RRC重建比例从1％左右恶化至2％以上，其中主要的重建原因为other类重建。

大量的切换失败、重建和掉线势必带来用户感知的恶化，如视频的卡顿、网页浏览时延增加甚至无法连接。

第二，即使用户没有向伪基站发起切换或者重选，伪基站本身的功率对周边小区也存在一定的干扰，如果PCI(Physical CellIdentifier，物理小区标识)存在模三干扰，则对RS信号产生强干扰；即便PCI不存在模三干扰，伪基站的RS(Reference Signal，参考信号)信号也会干扰周边小区的业务信道。

3、传统处理方法分析

传统分析手段在伪基站的识别和处理上没有任何便捷的途径，分析方向是发散的，当分析到干扰问题后，还要经历现场扫频，耗时费力，往往还不容易发现问题。而且，即使发现了问题，并且经历重重困难定位了伪基站的位置，运营商没有有效的处理手段来解决伪基站对正常网络的干扰，监控部门、设备厂家均难以协调，只能眼睁睁的看着网络指标恶化，用户感知下降。对伪基站问题的快速定位和处理愈来愈成为运营商难以解决的突出瓶颈，导致干扰排查成本投入大、效果控制难。

传统优化工作中对于干扰问题的处理流程复杂、耗时长，包括客服接单、工单转派、用户回访信息收集、告警排查、关联分析、现场测试、LOG分析、现场扫频、发现伪基站。顺利的情况下发现伪基站需要到第4天，而且涉及多个部门、多个专业的沟通协调；需要出动测试人员、测试车辆、测试仪表、扫频仪等，代价较大。

专利CN201610012527.5一种检测伪基站的方法、终端、数据处理器以及系统，中国联通利用配置终端，根据切换后基站信息、接收短信号码，将可疑伪基站发送给数据处理器，数据处理器从接收的各个终端的可疑伪基站数据中确定伪基站。由于GSM网缺少“二次鉴权”，发送非法短信的伪基站数量比较多，而GSM网的信令相对于3/4G比较少，运营商通过远程网管难以识别流动式、分布零散、发送少量非法短信的伪基站，需要使用终端现场定位这种复杂流程，所以这种方法通用性较强，尤其适用于排查发非法短信的GSM网伪基站。然而对于信令丰富的LTE网络，上述方法对于识别只读取IMSI的LTE伪基站略显繁琐，定制终端不能同时进入所有伪基站区域，排查效果受限制，即使查到影响网络的伪基站也不能很快修复网络，排查经验零散不易固化。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，快速批量准确识别伪基站，最大限度减小伪基站带来的消极影响，本发明提供一种排查与规避伪基站干扰的方法。

本发明的另一目的是提供一种排查与规避伪基站干扰的系统。

技术方案：一种排查与规避伪基站干扰的方法，包括以下步骤：

(1)分别预设话统指标切换成功率阈值、RRC重建比阈值、other类重建请求次数阈值；输入模块统计多个区域的话统指标切换成功率、RRC重建比、other类重建请求次数，筛选出切换成功率低于切换成功率阈值且RRC重建比大于RRC重建比阈值且other类重建请求次数大于other类重建请求次数阈值的质差区域；

(2)提供运营商规划的区域范围；设定切换失败次数指标；探测模块统计多个质差区域中两两区域间的切换失败次数，并与切换失败次数指标比较，找出大于切换失败次数指标的目标区域，若目标区域不在规划的区域范围内，确定为疑似伪基站区域，执行步骤(3)；若所述目标区域在规划的区域范围内，执行步骤(8)；

(3)检索模块按照质差区域和疑似伪基站区域的切换对，进入SON(Self-Organizing Network，自组织网络)日志，检索与质差区域切换的疑似伪基站区域的更新情况，关联所述更新情况和伪基站特征库中的特征信息；

(4)判断模块对疑似伪基站区域的更新情况与伪基站特征库中的信息进行匹配，若疑似伪基站区域的更新情况符合伪基站特征库中的特征信息，断定所述目标区域是伪基站区域，执行步骤(5)；若疑似伪基站区域的更新情况是伪基站特征库里没有的新特征，则在现场测试终端确认后，加入伪基站特征库；

(5)执行模块将所述质差区域邻区中的伪基站区域设置为禁止切换，限制邻区切换导致的掉话；

(6)若现网ANR(automatic neighbor relation，自动邻区关系)包含自删除策略，则执行步骤(7)；若不包含自删除策略，则执行步骤(8)；

(7)进行伪基站长期切换限制；

(8)排查与规避伪基站干扰结束。

一种排查与规避伪基站干扰的系统，包括输入模块、探测模块、检索模块、判断模块、执行模块及伪基站特征库；

输入模块用于统计、筛选现网每个扇区的切换、重建other类劣化指标，发现疑似被伪基站干扰的质差区域；

探测模块用于统计所述质差区域中的两两区域间切换失败次数，找到导致大量两两区域间切换失败的目标区域，作为疑似伪基站区域，并将疑似伪基站区域输入至判断模块进行进一步确认；

检索模块用于进入SON日志检索与质差区域切换的疑似伪基站区域的更新情况，还用于检索伪基站特征库信息；

判断模块用于对疑似伪基站区域进一步确认，将疑似伪基站区域的更新情况与伪基站特征库信息相匹配，断定疑似伪基站区域是否为伪基站区域；

执行模块用于设置邻区参数配置，将伪基站与现网基站隔离；

伪基站特征库包括各伪基站的信息，伪基站的信息包括关联的子项、频次特征。

有益效果：本发明提供的一种排查与规避伪基站干扰的方法，针对伪基站干扰对无线网络影响造成性能突发恶化、用户感知差问题，基于全新视角，通过网管指标和SON日志快速识别定位伪基站，同时结合伪基站特征通过优化SON邻区配置最大限度规避某监控伪基站对4G用户感知和网络指标的影响，成为目前干扰问题优化的关键抓手。伪基站干扰问题定位和规避排查快，节省了测试人员、测试车辆、测试软件、测试设备和扫频仪等资源，不仅节约人力成本、提高了工作效率，而且提升了运营商产品口碑。无需人工测试、现场扫频，节省时间，最大限度的减小了伪基站给用户感知和网络指标带来的影响；同时首创基于SON的伪基站切换策略优化方法，跨过伪基站实现切换，最大限度减小伪基站给用户感知和网络指标带来的影响，排查经验固化。

附图说明

图1为实验一过程中的切换成功率直方图；

图2为实验一过程中的RRC重建比例直方图；

图3为实验一过程中的E-RAB掉线率直方图；

图4为实验二过程中的切换成功率线形图；

图5为实验二过程中的重建比和掉线率的线形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

排查与规避伪基站干扰的方法，包括以下步骤：

(1)分别预设话统指标切换成功率阈值、RRC重建比阈值、other类重建请求次数阈值；输入模块统计多个区域的话统指标切换成功率、RRC重建比、other类重建请求次数，筛选出切换成功率低于切换成功率阈值且RRC重建比大于RRC重建比阈值且other类重建请求次数大于other类重建请求次数阈值的质差区域；

筛选过程中排除切换请求次数极少的区域，关联E-RAB掉线率和RRC重建比例指标，若同时出现恶化，例如同时满足下列条件的质差区域：切换请求次数＞1000次、切换成功率＜65％、RRC重建比例＞0.6％、other类RRC重建请求次数＞1000次，则被选为质差区域。

(2)提供运营商规划的区域范围；设定切换失败次数指标；探测模块统计多个质差区域中两两区域间的切换失败次数，并与切换失败次数指标比较，找出大于切换失败次数指标的目标区域，若目标区域不在规划的区域范围内，确定为疑似伪基站区域，执行步骤(3)；若所述目标区域在规划的区域范围内，执行

步骤(8)，结束后进入日常指标优化流程；

(3)检索模块按照质差区域和疑似伪基站区域的切换对，进入SON日志，检索与质差区域切换的疑似伪基站区域的更新情况，关联所述更新情况和伪基站特征库中的特征信息；

SON日志中包含与质差区域切换的疑似伪基站区域的更新情况，更新情况指：当伪基站变更TAC信息时，现网ANR会自动更新目标区域中的TAC配置，并将更新情况记录在SON日志中。

进一步说明更新目标小区的原理：

ANR功能会自动将UE测量到、但是不在邻区列表中的小区添加为外部小区和邻区，伪基站功率都比较强，很容易被添加为邻区。

基于某常见伪基站的工作原理，某型伪基站会周期性变更TAC等相关信息以便让UE发起TAU，同时因为PCI存在冲突会触发UE对目标小区进行一次ANR测量，具体为UE报目标小区的ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier，E-UTRAN小区全局标识符)；或者本小区向伪基站小区切换成功率低时，南京现网ANR配置优化策略会让UE上报目标小区的ECGI，而当UE测量上报的伪基站小区信息中的TAC等信息发现变更时，ANR功能则会自动更新目标小区中的TAC等配置，更新内容记录在SON日志里。

(4)判断模块对疑似伪基站区域的更新情况与伪基站特征库中的信息进行匹配，若疑似伪基站区域的更新情况符合伪基站特征库中的某一个或多个相关信息，断定所述目标区域是伪基站区域，准备执行步骤(5)跨过伪基站完成切换；若疑似伪基站区域的更新情况是伪基站特征库里没有的新特征，则在现场测试终端确认后，加入伪基站特征库；

(5)执行模块将所述质差区域邻区中的伪基站区域设置为禁止切换，限制邻区切换导致的掉话；执行模块可以最大限度减小影响、提高处理效率，通过对邻区参数配置和ANR策略的创新使用，将伪基站快速与现网基站隔离，将对用户感知劣化降至最小。

(6)若现网ANR策略包含自删除策略，则执行步骤(7)；若不包含自删除策略，则执行步骤(8)；

(7)进行伪基站长期切换限制；具体方法为：将质差区域邻区中的伪基站区域设置为禁止删除，避免修改现网ANR自删除策略，从而UE可以跨过所述伪基站完成切换确保用户使用感知。

(8)排查与规避伪基站干扰结束。

排查与规避伪基站干扰的系统，包括输入模块、探测模块、检索模块、判断模块、执行模块及伪基站特征库；

输入模块用于统计、筛选现网每个扇区的切换、重建other类劣化指标，发现疑似被伪基站干扰的质差区域；

探测模块用于统计所述质差区域中的两两区域间切换失败次数，找到导致大量两两区域间切换失败的目标区域，作为疑似伪基站区域，并将疑似伪基站区域输入至判断模块进行进一步确认；

检索模块用于进入SON日志检索与质差区域切换的疑似伪基站区域的更新情况，还用于检索伪基站特征库信息；

判断模块用于对疑似伪基站区域进一步确认，将疑似伪基站区域的更新情况与伪基站特征库信息相匹配，断定疑似伪基站区域是否为伪基站区域；

执行模块用于设置邻区参数配置，将伪基站与现网基站隔离；具体实现方法如下：

1)伪基站与现网站点切换隔离

用于在网管将所述质差区域邻区中的伪基站区域设置为禁止切换，本区域用户不再会向目标小区发起切换，即使UE发起测量报告，基站也不会下发向这个邻区的切换指示。

2)保留伪基站信息，进行长期切换限制

如果网管打开ANR功能开关，在网管将质差区域邻区中的伪基站区域设置为禁止删除，从而避免了删除邻区后，UE利用ANR的邻区自添加功能向伪基站区域发起切换，以及切换失败导致的RRC重建和E-RAB掉线，从而实现了UE跨过所述伪基站完成切换。同时也避免了修改现网ANR自删除策略，在无法协调关闭伪基站的情况下，最大限度的降低了其影响。

伪基站特征库包括各伪基站的信息，伪基站的信息包括关联的子项、频次特征等。伪基站似乎意图区分常驻人口和流动人口，往往每半小时更新伪基站特征库信息中的某一个或多个，一天当中多次激发用户上报IMSI；所以建立伪基站特征库，包括关联的子项，频次特征等，运营商抓住这个特征就可以简单地远程识别伪基站。

为了验证该方法的有效性，进行了如下实验：

实验一：

以南京各小区为划分的各区域，运营商规划的区域范围采用电信规划的区域范围。在各小区中，筛选出同时满足下列条件的质差小区：切换请求次数＞1000次、切换成功率＜90％、RRC重建比例＞0.3％、other类RRC重建请求次数＞1000次。以其中A、B、C、D、E五个基站为例，切换成功率、重建比例、掉线率按顺序依次为：A：72.92，13，0.045；B：79.86，0.46，0.025；C：94.59，2.11，0.069；D：88.34，2.70，0.091；E：86.40，0.75，0.041。

探测模块统计所述质差小区的两两小区间切换出失败次数，设定两两小区间切换出尝试次数指标，进行对比，找到导致大量两两小区间切换失败的目标小区，如所述目标小区的不在电信规划范围内，基本可以确定为伪基站；

判断模块查询LTE SON日志中所述质差小区“更新外部小区信息”(更新目标小区信息)，如果所述质差小区频繁地更新所述目标小区的TAC或PCI，则可以断定所述目标小区是伪基站小区，准备执行跨过伪基站完成切换；

执行模块在网管将所述质差小区邻区中的所述伪基站小区设置为禁止切换；如果网管打开ANR功能开关，在网管将质差小区邻区中的伪基站小区设置为禁止删除，从而UE跨过所述伪基站完成切换。设置禁止切换禁止删除后ABCDE五个基站测得的切换成功率、重建比例、掉线率依次为：A：99.88，1.03，0.050；B：96.46，0.15，0.016；C：99.56，2.42，0.043；D：99.75，2.28，0.066；E：99.66，0.29，0.016。

基于上述方法受干扰小区的指标均明显提升，指标对比情况见图1至3。

实验二：单站处理传统方式和发明方法对比

1、采用传统方法：

1)传统分析流程

接到用户申告工单后，回访用户确认具体地点，具体障碍现象为近期4G使用差，查关联小区玄武_解放军岔路口校区食堂室外RRU_49_B设备无告警，关键性能指标重建比高，为3.4％。

从重建请求类型来看，主要为其他类型触发的重建，一般为无线链路失败导致。提取两两小区切换统计，发现该小区向Cell Identity为74565-103的小区大量切换且全部失败：该目标小区EnodeB_ID(LTE基站标识)为74565，非江苏电信使用，PCI为277，TAC为2449，也非江苏电信区域。

通过后台空口信令跟踪，观察重建信令及过程后终端上报的UE_INFO_RSP(UE信息答复)信令，统计源侧PCI主要为276，即本小区重建：上报RSRP在-90以上，排除弱覆盖因素；

随机接入失败的小区ECGI为460-11-74565-103小区；

与相关指标统计一致，因此怀疑现场确实存在一个PCI为277的信号。

2)现场核查和处理

现场核查，在玄武大道岔路口路段，正常应该由玄武_解放军岔路口校区食堂室外RRU_49_B(PCI276)覆盖，而在岔路口加油站附近却收到PCI277，终端占用该信号时，可以收到广播信息，其中SIB1(SystemInformationBlock1，系统信息块1)中可以解出CellIdentity为74565-103小区，终端占用该信号后，无法完成附着，有大量ATTACH_REJ(附着拒绝)信令。该处存在一个伪基站，与电信1.8G同频且使用电信的PLMN(Public Land MobileNetwork，公共陆地移动网络)网络号(460-11)。

在问题点附近扫频时，发现疑似干扰设备，随后联系相关人员到现场查勘，对干扰设备断电前后扫频对比验证，确认干扰源为这两台设备。

2、采用本实施例的方法：

1)伪基站识别

指标发现“NJL2HTC秦淮_怡莱酒店室外RRU_51_C”小区的切换成功率、E-RAB掉线率和RRC重建比例均大幅恶化，同频切换成功率基本由99.8％左右降到55％左右，切换出成功率基本由99.8％左右降到55％左右，RRC重建比例基本由0.8％左右升到4％左右，E-RAB掉线率基本由0.02％左右升到0.1％左右。

查询两两小区间切换指标，一个基站标识EnodeB_ID为43、小区标识Cell_ID为158的异常目标小区，周边站点向其切换大量失败，切换次数与尝试次数相等，没有成功次数，初步怀疑为伪基站。

2)判断

SON日志结果发现大量的更新这个异常目标小区TAC的日志记录，且时间间隔均为30分钟，非常规律，则可以断定这个目标小区是伪基站小区。

3)执行

优化质差小区的邻区策略，设置为禁止切换、禁止删除。

统计相关指标，切换成功率、掉线率和RRC重建比指标明显改善，切换成功率恢复到98.3％以上，重建比下降至2％左右，掉线率下降至0.1％左右。伪基站开通前——伪基站开通后——设置禁止切换禁止删除后指标变化情况如图4、5所示，横坐标代表时间。其中，图5中实线代表RRC重建比例，虚线代表E-RAB掉线率。可以看出，设置禁止切换禁止删除后指标明显改善，但是还是低于伪基站开通前，因为即使ANR邻区策略优化手段规避了向其切换，伪基站本身作为一个信号干扰源仍然存在，但已大大降低了其干扰影响。

Claims (5)

1.一种排查与规避伪基站干扰的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分别预设话统指标切换成功率阈值、RRC重建比阈值、other类重建请求次数阈值；输入模块统计多个区域的话统指标切换成功率、RRC重建比、other类重建请求次数，筛选出切换成功率低于切换成功率阈值且RRC重建比大于RRC重建比阈值且other类重建请求次数大于other类重建请求次数阈值的质差区域；

(2)提供运营商规划的区域范围；设定切换失败次数指标；探测模块统计多个质差区域中两两区域间的切换失败次数，并与切换失败次数指标比较，找出大于切换失败次数指标的目标区域，若目标区域不在规划的区域范围内，确定为疑似伪基站区域，执行步骤(3)；若所述目标区域在规划的区域范围内，执行步骤(8)；

(3)检索模块按照质差区域和疑似伪基站区域的切换对，进入SON日志，检索与质差区域切换的疑似伪基站区域的更新情况，关联所述更新情况和伪基站特征库中的特征信息；

(4)判断模块对疑似伪基站区域的更新情况与伪基站特征库中的信息进行匹配，若疑似伪基站区域的更新情况符合伪基站特征库中的特征信息，断定所述目标区域是伪基站区域，执行步骤(5)；若疑似伪基站区域的更新情况是伪基站特征库里没有的新特征，则在现场测试终端确认后，加入伪基站特征库；

(5)执行模块将所述质差区域邻区中的伪基站区域设置为禁止切换，限制邻区切换导致的掉话；

(6)若现网ANR包含自删除策略，则执行步骤(7)；若不包含自删除策略，则执行步骤(8)；

(7)进行伪基站长期切换限制；

(8)排查与规避伪基站干扰结束。

2.根据权利要求1所述的排查与规避伪基站干扰的方法，其特征在于，所述步骤(7)伪基站长期切换限制的具体方法为：将质差区域邻区中的伪基站区域设置为禁止删除，避免修改现网ANR自删除策略。

3.根据权利要求1所述的排查与规避伪基站干扰的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的SON日志中包含与质差区域切换的疑似伪基站区域的更新情况，更新情况指：当伪基站变更跟踪区域码时，现网ANR会自动更新目标区域中的跟踪区域码配置，并将更新情况记录在SON日志中。

4.根据权利要求1所述的排查与规避伪基站干扰的方法，其特征在于，所述区域按小区划分。

5.一种排查与规避伪基站干扰的系统，其特征在于，包括输入模块、探测模块、检索模块、判断模块、执行模块及伪基站特征库；

输入模块用于统计、筛选现网每个扇区的切换、重建other类劣化指标，发现疑似被伪基站干扰的质差区域；

探测模块用于统计所述质差区域中的两两区域间切换失败次数，找到导致大量两两区域间切换失败的目标区域，作为疑似伪基站区域，并将疑似伪基站区域输入至判断模块进行进一步确认；

检索模块用于进入SON日志检索与质差区域切换的疑似伪基站区域的更新情况，还用于检索伪基站特征库信息；

判断模块用于对疑似伪基站区域进一步确认，将疑似伪基站区域的更新情况与伪基站特征库信息相匹配，断定疑似伪基站区域是否为伪基站区域；

执行模块用于设置邻区参数配置，将伪基站与现网基站隔离；

伪基站特征库包括各伪基站的信息，伪基站的信息包括关联的子项、频次特征。